一种废旧锂离子电池的放电方法技术

本发明专利技术公开了一种废旧锂离子电池的放电方法，包括以下步骤：(1)将废旧动力电池组拆解成废旧锂离子电池单体；(2)将步骤(1)中的废旧锂离子电池单体进行测压，将需要进行放电的废旧锂离子电池单体分离出来，得到需要进行放电处理的废旧锂离子电池单体；(3)将需要进行放电处理的废旧锂离子电池单体投放到装有盐溶液的容器中，向装有盐溶液的容器中添加固体导电粉末、施加外物理场进行放电操作，得到放电后的废旧锂离子电池；盐溶液为CuSO4、FeSO4、ZnSO4、NiSO4、CoSO4中的一种或几种，盐溶液的浓度为5％

【技术实现步骤摘要】
一种废旧锂离子电池的放电方法


[0001]本专利技术属于废旧锂离子电池回收领域，具体涉及一种废旧锂离子电池的放电方法。

技术介绍

[0002]随着现代化科技的高速发展，社会能源与环境生态污染问题日益突出，各种废弃电池对环境及生态的污染问题已经成了社会关注的焦点。而镍钴锰酸锂离子电池由于容量高、循环性能稳定、工作平台电压高等特点被广泛应用于动力电池和储能电池方面，而动力和储能电池对电池材料的需求通常大于常规的小型电池。因此，在未来3
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5年内，将有大量的废旧锂离子电池报废，对其进行回收具有很高的社会价值。
[0003]然而，废旧锂离子电池仍残留相当部分的电压，为了确保人员和设备安全必须进行放电操作使残留电压降至安全范围以内。目前国内尚没有单独对废旧锂离子电池放电研究的报道，废旧锂离子电池的回收关注点主要集中在后段产品回收上，对前段放电处理关注度较少，目前普遍采用5
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10％的NaCl溶液进行放电操作。如中国专利CN 106558739 A公布的“基于废旧手机中锂离子电池高效回收分离工艺”中提及在电池破碎拆解前要进行放电操作，利用10％的NaCl盐溶液浸泡48h至电池残留电压达到安全拆解的要求。采用5
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10％的NaCl盐溶液进行电池放电操作可使废旧电池残留电压达到安全拆解的要求，但这种方式放电速率较慢，一般要浸泡24h以上使残留电压将至1V以下，且会引入难以去除的氯离子进入到浸出液中，对后续的除杂净化和产品回收阶段带来影响。又如中国专利CN 104538695 A公布的“废镍钴锰酸锂电池中回收金属并制备镍钴锰酸锂的方法”，在电池破碎拆解前利用0.1
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1mol/L的NaOH溶液在室温下对电池进行1
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3h的放电操作，OH
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在水溶液中比Cl
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更难放电，采用NaOH溶液势必会降低电池的放电速率以及放电效果，且在处理软包电池时NaOH会对铝壳造成腐蚀导致电解液的泄露污染水质。
[0004]综上，现有锂离子回收放电过程中，还普遍存在放电时间长(通常需要24h以上)的情况，且放电效果不理想，仅能放电至0.7V左右，且处理过程中，容易腐蚀电池组，导致剧毒的电解液泄露至放电体系中，对人员以及环境安全极为不利。

技术实现思路

[0005]为解决现有锂离子电池回收的放电方法存在的放电时间长、放电效果不理想等技术问题，本专利技术提供一种废旧锂离子电池的高效清洁放电方法，旨在缩短放电时间、改善放电效果。
[0006]本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种废旧锂离子电池的放电方法，其特征在于，所述放电方法包括以下步骤：
[0008](1)将废旧动力电池组拆解成废旧锂离子电池单体；
[0009](2)将步骤(1)中的废旧锂离子电池单体进行测压，将需要进行放电的废旧锂离子电池单体分离出来，得到需要进行放电处理的废旧锂离子电池单体；
[0010](3)将需要进行放电处理的废旧锂离子电池单体投放到装有盐溶液的容器中，向装有盐溶液的容器中添加固体导电粉末、施加外物理场进行放电操作，得到放电后的废旧锂离子电池；盐溶液为CuSO4、FeSO4、ZnSO4、NiSO4、CoSO4中的一种或几种，盐溶液的浓度为5％
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50％、温度为25℃
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35℃、pH为7
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10；固体导电粉末的添加量为盐溶液质量的1％
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10％。
[0011]根据上述的废旧锂离子电池的放电方法，其特征在于，步骤(3)中施加的外物理场为超声场、流场、超声场与流场的耦合场中的一种；施加的外物理场为超声场、超声场与流场的耦合场中的一种时，超声场通过超声发生装置施加，超声场施加的额定功率为30W
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100W；施加的外物理场为流场、超声场与流场的耦合场中的一种时，流场通过机械搅拌的方式施加，机械搅拌转速为200转/分
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500转/分。
[0012]根据上述的废旧锂离子电池的放电方法，其特征在于，步骤(3)中所述盐溶液的浓度为5％
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20％。
[0013]根据上述的废旧锂离子电池的放电方法，其特征在于，步骤(3)中所述盐溶液的浓度为10％
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15％。
[0014]根据上述的废旧锂离子电池的放电方法，其特征在于，步骤(3)中所述盐溶液的pH为7
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8。
[0015]根据上述的废旧锂离子电池的放电方法，其特征在于，步骤(3)中所述固体导电粉末为铁粉、锌粉、铜粉中的至少一种。
[0016]根据上述的废旧锂离子电池的放电方法，其特征在于，步骤(3)中所述固体导电粉末的添加量为盐溶液质量的2％
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5％；步骤(3)中放电后的废旧锂离子电池的电压低于1V的时间为不高于12h。
[0017]根据上述的废旧锂离子电池的放电方法，其特征在于，所述废旧锂离子电池为废旧三元动力电池、钴酸锂电池、锰酸锂电池、镍酸锂电池、磷酸铁锂电池中的一种或几种。
[0018]根据上述的废旧锂离子电池的放电方法，其特征在于，步骤(1)中废旧动力电池组、废旧锂离子电池单体的残留电压不低于1V。
[0019]根据上述的废旧锂离子电池的放电方法，其特征在于，步骤(1)中废旧动力电池组、废旧锂离子电池单体的残留电压为3.8V～3.85V。
[0020]本专利技术的有益技术效果：1)废旧锂离子电池拆解前进行放电操作避免了给后续回收处理带来的安全隐患，采用现有的设备可快速安全的对废旧锂离子电池残留电压进行检测监控，实现放电操作连续进行无安全隐患；2)本专利技术首次提出了采用硫酸锌溶液等物质和硫酸锌溶液等物质加导电粉末、施加外物理场混合实现固液共同放电技术，避免了主流放电介质NaCl盐溶液的使用，从而无氯离子引入且避免了有害气体氯气的产生，对后续生产不产生影响，可实现废旧锂离子电池高效连续清洁放电；3)采用硫酸锌溶液等物质和硫酸锌溶液等物质加导电粉末、施加外物理场固液协同放电技术在废旧电池放电过程中对电池壳体无损害，避免了采用其他放电介质如氢氧化钠，氯化钠溶液对电池壳体的腐蚀造成电解液的泄露污染水质；4)本专利技术方法适于形成连续操作，不会产生二次污染兼顾环保和经济效益、工艺简单、生产成本低，适合大规模的工业化生产；5)采用本专利技术方法，克服了现有方法无法彻底放电的技术弊端，放电处理后的残留电压可降至0V；6)本专利技术方法可明显缩短放电时间，放电至0V的时间可缩短至8h。在本专利技术的盐溶液中进行放电，通过氧化还原反应以及外加物理场的协同作用，实现废旧锂离子电池残留电量的放电。通过本专利技术方法，
可实现高效放电，本专利技术方法不仅放电时间明显缩短，还有助于达到彻底放电(放电至0V)，相比于现有方法仅能达到0.7V的放电效果，具有明显优势。此外，本专利技术方法不会腐蚀电池组(或电池单体)器件，放电过程中不会使剧毒的电解液(例如羧酸甲酯类)泄露，不会对人员以及环境本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废旧锂离子电池的放电方法，其特征在于，所述放电方法包括以下步骤：(1)将废旧动力电池组拆解成废旧锂离子电池单体；(2)将步骤(1)中的废旧锂离子电池单体进行测压，将需要进行放电的废旧锂离子电池单体分离出来，得到需要进行放电处理的废旧锂离子电池单体；(3)将需要进行放电处理的废旧锂离子电池单体投放到装有盐溶液的容器中，向装有盐溶液的容器中添加固体导电粉末、施加外物理场进行放电操作，得到放电后的废旧锂离子电池；盐溶液为CuSO4、FeSO4、ZnSO4、NiSO4、CoSO4中的一种或几种，盐溶液的浓度为5％
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50％、温度为25℃
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35℃、pH为7
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10；固体导电粉末的添加量为盐溶液质量的1％
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10％。2.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池的放电方法，其特征在于，步骤(3)中施加的外物理场为超声场、流场、超声场与流场的耦合场中的一种；施加的外物理场为超声场、超声场与流场的耦合场中的一种时，超声场通过超声发生装置施加，超声场施加的额定功率为30W
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100W；施加的外物理场为流场、超声场与流场的耦合场中的一种时，流场通过机械搅拌的方式施加，机械搅拌转速为200转/分
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500转/分。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：许开华，杨健，张坤，魏琼，李琴香，蒋良兴，
申请(专利权)人：荆门市格林美新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：